投擲曲線球的數學原理 投擲曲線球的數學原理

投擲曲線球的數學原理

投擲曲線球的數學原理
德克·漢森來自維基共享資源

世界大賽正在進行中,這意味著:計算流體動力學!比如說,曲球的方向本質上是一個物理問題:投手對球施加力,比如上旋,然後鬆手,如果你投入足夠的計算機算力,結果就是可以計算出來的。

康維根特科學公司(Convergent Science)的一支研究團隊,通常從事內燃機等系統的建模工作,在午餐時就世界大賽冠軍歸屬展開了一系列友好的爭論後,將目光轉向了棒球。聖路易紅雀隊的投手亞當溫賴特(Adam Wainwright)成為了完美的測試對象:他的曲球,以三振率衡量,是棒球界最優秀的曲球之一。康維根特團隊利用建模軟體,精確地模擬了溫賴特的投球動作——這項技術至少在理論上可以幫助投手調整投球動作,從而獲得最佳的三振率。

儘管計算機內部運行著複雜的數學運算(你對納維-斯托克斯方程式了解多少?),但要解釋其基本原理並不難。 Convergent 軟體透過一種名為「流固耦合」的過程來運作,顧名思義,它測量的是物體與流體的相互作用。在投球的情況下,這種流體就是空氣。 Convergent 將韋恩賴特投球時的旋轉添加到方程式中。這包括旋轉的方向,例如完全垂直的 12-6 旋轉(想想時鐘的指針),以及他投球的力度。軟體預測球離開投手手後的軌跡。更重要的是,它能精確地追蹤球到達捕手的路徑。

這很棒,即便它對確定投手如何完善變速球並沒有太大幫助。 「這是一個很好的測試案例,因為我們可以驗證:『我們能否解答這個問題?』」Convergent公司的工程師兼老闆埃里克·波姆拉寧說。答案是肯定的,他們可以模擬這種投球,而且數字模擬的球在飛向捕手的過程中旋轉和轉向的方式與現實中的投球完全一致。這能否幫助投手呢?

借助這個模型,團隊或許能夠監測風力對某些球場上球的影響,投手可以從中汲取一些經驗。但這項實驗主要是為了好玩。他們說接下來會嘗試用口水球。

至於午餐室裡的爭論,他們打算等到劇集結束後再討論。

同時,下面請比爾·奈先生發言:

棒球的流體動力學